Simulasi terbaru menunjukkan bahwa arus laut terkuat di dunia tidak langsung mengalir begitu saja – beberapa faktor besar perlu sejajar dulu sebelum ia bisa mulai memengaruhi iklim Bumi dengan kekuatannya.

Lima kali lebih kuat dari Arus Teluk, Arus Lingkar Antartika (ACC) meliuk mengelilingi Antartika searah jarum jam, menyatu dengan ‘sabuk konveyor’ besar lainnya yang menggerakkan air dan nutrisi di seluruh lautan planet kita.

ACC diperkirakan terbentuk sekitar 34 juta tahun lalu, setelah jalur laut baru terbuka saat Australia dan Amerika Selatan bergerak ke utara, menjauh dari Antartika. Tapi studi baru menemukan bahwa itu saja belum cukup untuk memulai arus ini.

Ternyata, angin barat yang kuat harus bertiup dulu. Angin ini, yang masih bertiup hingga kini, menerobos Gerbang Tasmania – hamparan laut terbuka antara Antartika dan pantai selatan Australia.

“Sudah ada indikasi bahwa angin di Gerbang Tasmania memainkan peran penting dalam pembentukan ACC,” kata Hanna Knahl, pemodel iklim di Alfred Wegener Institute (AWI) di Jerman.

“Simulasi kami dengan jelas mengonfirmasi ini: Hanya ketika Australia telah menjauh lebih jauh dari Antartika dan angin barat kuat bertiup langsung menembus Gerbang Tasmania, arus ini baru bisa berkembang sepenuhnya.”

Meskipun perannya penting bagi iklim global, ACC masih relatif kurang dipelajari karena ia berputar di daerah paling terpencil di Bumi. Untuk lebih memahami pergerakannya saat ini dan di masa depan, tim yang dipimpin ilmuwan di AWI menyelidiki masa lalunya.

Para peneliti membuat simulasi iklim Bumi seperti sekitar 33,5 juta tahun lalu, saat ACC diperkirakan mulai aktif. Ini termasuk detail kedalaman laut dan sirkulasi, kadar karbon dioksida atmosfer, kecepatan dan arah angin, serta lokasi massa daratan.

Model-model ini kemudian dipasangkan dengan data evolusi lapisan es Antartika, untuk menyelidiki bagaimana pembentukannya mungkin memengaruhi, dan dipengaruhi oleh, arus laut dan iklim secara keseluruhan.

Periode itu adalah masa yang penuh gejolak dalam sejarah Bumi: Planet ini sedang transisi dari iklim rumah kaca ke iklim rumah es yang lebih dingin, yang dicirikan oleh lapisan es permanen di kedua kutub.

Dalam waktu kurang dari satu juta tahun, konsentrasi CO₂ turun dari sekitar 1.000 bagian per juta (ppm) menjadi sekitar 600 ppm.

Bukan cuma itu perubahan besar yang dialami planet ini. Saat Australia dan Amerika Selatan bergerak ke utara, Antartika menjadi terisolasi sepenuhnya dari massa daratan lain, memungkinkan air bersirkulasi mengelilingi benua itu.

Tapi, itu masih belum cukup untuk membuat ACC seperti yang kita kenal sekarang aktif. Simulasi menunjukkan bahwa ‘proto-ACC’ mulai terbentuk, tapi belum bisa menyelesaikan satu putaran penuh. Sebaliknya, arus ini terbelah dan bergerak ke utara, menyusuri pantai timur Australia dan Selandia Baru, di mana akhirnya menghilang.

Masalahnya, tampaknya, adalah angin yang bertiup dari Lapisan Es Antartika Timur bertemu dengan angin barat di Gerbang Tasmania, dan arusnya tidak bisa mempertahankan kekuatannya. Sirkuit baru bisa diselesaikan setelah Australia bergeser lebih jauh ke utara.

“Hasil model kami mendukung temuan sebelumnya yang menunjukkan bahwa dimulainya ACC yang lengkap hanya mungkin terjadi setelah Australia bermigrasi lebih jauh ke utara ke posisi di mana sabuk angin barat dan Gerbang Tasmania menjadi sejajar secara lintang,” tulis para peneliti di sini.

Setelah ACC benar-benar aktif, ia memainkan peran kunci dalam menstabilkan iklim Bumi. Ia terhubung dengan arus di lautan lain untuk membentuk semacam sabuk konveyor global yang mengangkut nutrisi dan air dengan suhu berbeda. Yang penting, batas cepat yang mengelilingi Antartika ini menjauhkan air hangat dari lapisan es, yang membantu menjaganya tetap utuh selama jutaan tahun.

Namun, fase pemanasan kita saat ini mungkin mengganggu ACC. Arus ini sedang bermigrasi ke selatan, membawa air lebih hangat lebih dekat ke garis pantai Antartika, yang mempercepat hilangnya es.

Sebaliknya, masuknya air lelehan tawar ini mengencerkan salinitas (kadar garam) laut di sekitarnya. Riset terbaru menunjukkan bahwa ini bisa memperlambat ACC hingga 20 persen pada tahun 2050, yang akan melemahkan keanekaragaman hayati di lautan, dan membiarkan lebih banyak air hangat mencapai lapisan es, dalam siklus yang memperburuk keadaan.

Terkait: Siklus Jauh di Dalam Kerak Bumi Mungkin Lebih Banyak Mempengaruhi Iklim dari yang Kita Kira

“Untuk memprediksi kemungkinan iklim masa depan, perlu melihat ke masa lalu dengan simulasi dan data untuk memahami Bumi kita dalam kondisi iklim yang lebih hangat dan lebih kaya CO₂ daripada saat ini,” kata Knahl.

“Tapi hati-hati, iklim masa lalu tentu tidak bisa diproyeksikan 1:1 ke masa depan. Studi kami menunjukkan bahwa arus lingkar dalam ‘masa bayinya’ memengaruhi iklim sangat berbeda dengan ACC yang sudah matang seperti sekarang.”

Riset ini dipublikasikan di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.